利用水泥窯爐煙氣余熱干化污泥系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、市政污泥處理不當，極易產(chǎn)生二次污染，潛在的環(huán)境危害較大，利用水泥窯爐煙氣余熱干化處理污泥，再送入爐膛處置，是實現(xiàn)污泥資源化、無害化及減量化的熱點技術之一，本文開展利用水泥窯爐煙氣余熱干化污泥系統(tǒng)的優(yōu)化研究，對于實現(xiàn)污泥處置的低成本化，具有較大的現(xiàn)實意義。
　　本文搭建污泥深度脫水實驗裝置，采用3參數(shù)5水平正交實驗法進行實驗室和工業(yè)實驗研究，得到藥劑成本與污泥脫水含水率和處理量間的關系式。搭建污泥旋轉導熱間接干燥中試實驗平臺，利用3

2、參數(shù)5水平正交法實驗研究蒸汽壓力、干燥機轉速和加料速率對干燥機傳熱系數(shù)、污泥處理量、干燥機扭矩和干燥熱效率的影響;得到污泥旋轉導熱干燥最佳運行參數(shù)為蒸汽壓力為0.2MP、干燥機轉速為8.6rpm、加料機轉速為12.6rpm，干燥機的傳熱系數(shù)為60W/m2℃。
　　針對利用水泥窯爐煙氣余熱間接干化污泥系統(tǒng)，采用市場調(diào)研及分項類比估算法，得到系統(tǒng)各設備投資費、運行費與過程參數(shù)的關系式，建立優(yōu)化目標函數(shù)，利用MATLAB數(shù)學軟件中的fm

3、insearch函數(shù)，計算得到最大的極值。優(yōu)化計算結果表明:典型工況下，以maxNPV和maxbite為目標時的最優(yōu)過程參數(shù)分別為T2=150.1℃，t=141.4℃，u1=55.8％和T2=185℃，t=167.3℃，u1=56.1％;深度脫水、干燥機、壓濾廢水處理系統(tǒng)、煙氣換熱器分別占總投資的45％、28％、10％和9％左右;深度脫水和干燥機運行成本分別占總運行費用的85％和10％左右;藥劑費、電費、煙氣余熱取熱費及維護費占總運行費

4、分別為47％、20％、15％和15％左右。
　　利用優(yōu)化模型，研究了進口煙氣溫度、蒸汽價格、污泥處理費、折現(xiàn)率和折舊年限對優(yōu)化過程參數(shù)的影響。當煙氣進口溫度增大時，煙氣出口溫度、飽和蒸汽溫度和污泥處理量同步增大，深度脫水污泥含水率基本不變;當污泥處理費增大及折現(xiàn)率減少時，煙氣出口溫度、飽和蒸汽溫度及深度脫水污泥含水率同步降低，污泥處理量同步增大;而折舊年限和蒸汽價格對優(yōu)化過程參數(shù)及污泥處理量的影響不大。
　　本文的研究方法及